En regiones afectadas por desastres naturales, la utilización de pequeños robots y drones para localizar personas atrapadas entre escombros se ha vuelto cada vez más común. Sin embargo, muchos de estos espacios son demasiado reducidos, incluso para estos dispositivos, lo que dificulta el acceso tanto para los rescatistas como para la tecnología actual. En este contexto, los «insectos cíborg», que son insectos vivos equipados con componentes electrónicos y controlados de manera remota, han surgido como una alternativa prometedora gracias a su agilidad y bajo consumo energético en operaciones de búsqueda.
A pesar de su potencial, hasta ahora la mayoría de los sistemas centrados en insectos cíborg solo se han utilizado para la localización de víctimas, sin la capacidad de ofrecer asistencia directa. Ante esta limitación, un equipo de investigación de la Universidad de Queensland (UQ) y la Universidad de Nueva Gales del Sur (UNSW) ha desarrollado un nuevo sistema llamado Paraborg, utilizando la cucaracha rinoceronte (Macropanesthia rhinoceros), que se encuentra en el norte de Queensland. Este sistema no solo se destina a la exploración, sino que también tiene la capacidad de proporcionar primeros auxilios a las víctimas de desastres.
Innovaciones en control remoto y asistencia médica
El Dr. Tan-Vo Doan, experto en biorrobótica de la UQ, explica que en las últimas dos décadas, la investigación en insectos cíborg se ha enfocado en misiones de búsqueda y exploración, y que su equipo ha decidido ir más allá de estas aplicaciones iniciales. La cucaracha rinoceronte, con unas dimensiones considerables de entre 84 y 87 mm de longitud y un peso de 34 a 40 g, ha sido seleccionada por su tamaño, el cual permite la incorporación de diferentes herramientas. El equipo ha diseñado dos variantes de Paraborg: una equipada con una cámara para monitorear el estado de las víctimas, y otra con un mecanismo de inyección automática (AIM) para administrar medicamentos.
Mediante la aplicación de estímulos eléctricos a electrodos implantados en las antenas y las placas caudales de la cucaracha, es posible controlar su dirección y velocidad de movimiento desde una distancia. Al estimular la antena izquierda, la cucaracha gira a la derecha, y viceversa. A mayor frecuencia de estimulación, mayor es el ángulo de giro, y al activar ambas placas caudales, se incrementa la velocidad de avance. Este método permite un control preciso del movimiento básico del insecto.
Eficiencia en la administración de medicamentos
El mecanismo AIM es un dispositivo compacto que utiliza un resorte para disparar una jeringa, inyectando el líquido objetivo a través de un tapón de goma impulsado por la presión generada por una reacción química. Esta reacción, que involucra ácido cítrico y hidrogenocarbonato de potasio, alcanza una presión máxima de aproximadamente 470 kPa en un promedio de 4.5 segundos. En los experimentos realizados, el AIM mostró una tasa de éxito del 74% en inyecciones dirigidas a silicona y del 90% en piel de cerdo, con una penetración efectiva de hasta 5.5 mm.
El sistema diseñado puede soportar un peso máximo de 50 g, lo que equivale a 1.5 veces el peso corporal de la cucaracha. A pesar de la carga adicional, se observó que estas cucarachas aumentaron su altura total en aproximadamente 15 mm y su peso en 17 g, sin comprometer su capacidad de locomoción. Durante las pruebas, se controló a una cucaracha para que visitara tres puntos de control y ejecutara una inyección en un objetivo simulado. Cuando el insecto mostraba menos respuesta a los estímulos eléctricos, los investigadores ajustaban la frecuencia de estimulación o cambiaban la dirección del movimiento, logrando que alcanzara todos los puntos de control en cada intento.
Colaboración entre cucarachas y el futuro del rescate
Los resultados indicaron que el éxito en la inyección desde una distancia de 150 mm alcanzó hasta el 95%, mientras que la eficacia general de la secuencia de operaciones fue del 72%. Este nivel de éxito plantea un desafío: mantener la estabilidad del insecto durante el desplazamiento, determinar con precisión la ubicación del objetivo y realizar la inyección. Además, el equipo demostró que dos cucarachas podían trabajar en conjunto: una equipada con cámara para localizar el objetivo y la otra para administrar la inyección, con la supervisión de un operador humano que monitoreaba la transmisión en vivo.
Aunque el equipo de investigación ya había desarrollado un escarabajo cíborg capaz de escalar paredes verticales, sostienen que las cucarachas son más aptas para realizar tareas de rescate especializadas debido a su tamaño. «En lugar de crear un solo robot versátil, aprovechamos las capacidades innatas de diferentes insectos y adaptamos el equipamiento según la misión», explica Võ Đăng.
Desafíos y perspectivas futuras
Es importante mencionar que, durante el proceso de instalación de electrodos y microchips, se utiliza anestesia en las cucarachas, que continúan viviendo normalmente una vez que se retiran los dispositivos. Un representante del Departamento de Bomberos y Rescate de Nueva Gales del Sur ha expresado que esta tecnología podría ampliar significativamente las capacidades de los equipos de rescate.
No obstante, este experimento no replicó las complejas condiciones que se presentan en situaciones reales de desastre, como terrenos irregulares y espacios confinados. También se ha considerado la implementación de métodos de inyección más seguros, como un sistema de corto alcance que active el dispositivo al entrar en contacto con el objetivo o un parche de microagujas que administre el medicamento presionándolo contra la piel.
La visión a largo plazo del equipo de investigación incluye la creación de un sistema en el que individuos equipados con cámaras y sensores ambientales trabajen en conjunto con otros dotados de dispositivos médicos, cada uno con un rol específico. Vaux Doan confía en que, si se obtienen los recursos necesarios para impulsar la investigación y las pruebas de campo, un equipo de rescate conformado por insectos cíborg podría convertirse en una realidad operativa en el transcurso de los próximos 5 a 10 años.